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미래 문제해결 능력 및 창의적 사고 육성

새로운 과학교육이 미래를 이끈다

미래사회는 지금보다 더욱더 새로운 지식이 재산과 국력이 되는 지식기반사회일 것이다. 그러므로 새로운 지식을 산출해내는 방법을 배우는 올바로 된 과학교육이 미래국가 생존과 발전에 중요한 역할을 할 것이라고 생각한다. 반복된 학교 교육환경 속에서 본인의 진로와 전공을 찾아가면서 많은 시간을 쏟고 있지만 우리가 미래 사회를 이끌어갈 인재를 키우기 위해서는 아직도 학교교육과정과 교수학습에서 부족한 부분이 많은 실정이다.

과거, 현재에 대한 반성

우리 사회는 과학기술을 기반으로 한 산업화의 성공으로 세계에 내놔도 남부럽지 않은 삶을 살고 있으며, 이것이 교육의 힘이라는 것에는 아무도 부정하지 않는다. 그런데 현재 우리에게 들려오는 현실의 이야기를 들어보면 이 상식이 맞는가 하는 생각을 하게 된다. 일이십 년 전과 비교하면 학생들이 학습할 교육과정 내용은 현격하게 줄었는데, 학생들의 공부시간은 줄기는커녕 선수학습 시기가 초등학교까지 달려 내려가고 있다. 학생들은 이렇게 더 많은 시간을 공부하는데 대학에서는 학생들의 기초학력이 갈수록 떨어져간다고 하소연한다. 기초학력이 떨어진다는 얘기를 들을 정도로 공부할 내용은 줄었고 몇 년씩 선수학습을 하고 인구절벽으로 학령인구는 급격하게 줄어들고 학생정원을 채우지 못하는 대학이 늘고 있어도 좋은 대학에 입학할 확률은 높아졌다고 느끼는 학생은 없다.

너무나 모순적이다. 그리고 사회는 과학기술의 발달로 전 세계가 함께 경쟁하고 사회 변화 속도가 빨라지는데, 이 환경 변화에 적응하고 대처하고 살아갈 경쟁력을 우리 과학교육은 키워주지 못하고 있다. 특히, 과학교육을 통해서 국가 경쟁력을 키우지 못한다면 선대가 이룬 경제 기적은 한 세대도 유지하지 못하고 무너질 수 있다. 4차혁명, 사물인터넷, 빅데이터, 인공지능, 블록체인 등 우리의 미래사회를 급격하게 바꿔놓을 개념들이 미디어를 도배하며 미래 세대를 준비시켜야 한다는 외침이 귀가 따갑고, 글로벌 경쟁 속에서 우리나라 안에서 잘하는 것으로는 아무런 경쟁력을 가질 수 없는 현실이 사실이다. 또한 우리의 상식은 개인이 교육을 받으면 더 나은 삶의 기회가 생기고, 사회 구성원들이 더 많이 배우면 사회가 발전하고 경쟁력이 더 커지는 것이다. 그런데 현재 우리 사회가 느끼는 현실은 공부할 내용은 더 적으나 더 일찍 선행 공부를 해야 좋은 대학에 입학할 수 있다고 보고 있기 때문에 대학 입시 경쟁이 더 치열해진다고 느낀다. 학령인구도 줄고 학생 정원도 채우지 못하는 대학이 늘어가는데도 그렇게 느끼니 참 안타까운 일이다. 더 걱정스런 것은 그 과정에서 미래 사회를 살아갈 경쟁력을 키울 교육이 들어갈 자리가 없다는 것이다.

미래 과학교육을 위한 선택

우리 사회가 맞이하고 있는 미래 사회는 혁명적 과학기술에 기반하여 급격하게 변해가는 동적인 사회로 지식보다는 역량과 창의성이 절대적으로 요구된다. 이와 같은 역량을 키우기 위해서 우리는 필요한 선택을 하고 실행해야 한다.

■선택 1 : STEAM 교육 STEAM 과학프로그램은 학교 현장에서 과학과목에 대한 학업성취도가 떨어지는 학생들에게서 과학에 대한 흥미와 관심을 키워줄수 있다. 또 학문을 분과적으로 바라보지 않고 융합적으로 바라보게 하여 실제 현실에서 문제를 융합적으로 해결할 수 있는 역량을 키워줄 수 있다. 그 과정에서 모든 학생들이 주도적으로 활발하게 토의와 역할 분담이 주어지도록 지도하여 소통하고 협력하여 문제를 해결하는 경험을 줄 수 있다.

■선택 2 : 과학적 탐구과정 교육 기존 지식중심의 교수학습 방법으로는 다가오는 미래의 문제해결력 및 창의적 사고를 기대하기 힘든 실정이다. 학교에서 과학적 탐구과정을 경험하고 문제를 해결하는 과정의 경험을 쌓게 되면 사회에 나가서 과학을 포함한 다양한 문제를 과학적으로 해결할 역량을 키워줄 수 있을 것이다.

■선택 3 : 협업을 통한 창의적 문제 해결력 신장 제4차 산업혁명 시대의 학문은 과학자 혼자 힘으로 해결하기 보다는 다양한 분야의 전문가들이 협업을 통해 새로운 문제를 도출하고 해결해야 하는 속성을 가지고 있다. 예를 들면, 인공지능, 로봇공학, 사물인터넷, 3D 프린팅, 합성 생물학, 유전공학, 차세대 나노분석기술 등에서 맞이하게 될 문제 상황에서는 협업을 통한 창의적인 문제 해결력이 필요하다. 이러한 역량을 키울 수 있는 교육적 기회와 환경을 제공하는 것은 매우 절실하며, 현재 진행 중인 창의융 합실험실 관련 교육적 노력들이 성공적으로 이루어져야 한다.

■선택 4 : 실생활 문제를 과학적으로 접근하는 과학학습 도입 요즘 우리 사회는 저출산, 고령화, 미세 먼지로 인한 대기오염, 가상화폐(비트코 인), 라돈을 방출하는 매트리스, 무역전쟁, 친환경 대체 에너지 등 다양한 문제들에 직면해 있다. 이러한 주제들은 실생활과 연계성이 높으므로 수행과제를 제시한 후 학생들에게 직접 조사하고 발표할 수 있는 기회를 제공하는 등 실생활 관련 주제를 교육의 소재로 활용할 수 있다. 그 과정에서 과학 이 생활과 분리되지 않고 매우 밀접하게 연계되어 있음을 체득하게 된다. 대한민국의 학생들은 열심히 공부할 것이다. 그리고 반복된 학교 교육환경 속에서 본인의 진로와 전공을 찾아가면서 많은 시간을 쏟고 있지만 우리 미래 사회를 이끌어 갈 인재를 키우기 위해서는 아직도 학교교육과정과 교수학습에서 부족한 부분이 많 은 실정이다. 하지만 미래를 위한 좋은 과학교육을 고민할 수 있고 이를 시행할 수도 있으면, 이를 통해서 우리 미래 세대는 더 밝은 미래를 꿈꿀 것으로 기대한다.

정대홍 교수님은 서울대학교에서 박사학위를 받았다. 한국표준과학연구원, 연세대학교, University of Califor nia-Santa Barabara 연구원을 거쳐 2003년부터 서울대학교 사범대학 화학교육과 교수로 재직하고 있다. 2013년 Dasan International Conference on Photonic Nanostructure-based Bio-Detection Technologies와 2017년 International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educator의 학술대 회장을 역임하였다. 나노 분광 기술을 기반 센서 및 측정에 관한 실험 연구와, 교육과정 및 학교과학 실험 관련 교육 연구를 수행하고 있다.